植生混凝土適用植物評(píng)價(jià)與篩選

許 諾，蔡金術(shù)，朱江麗，鄭衛(wèi)國(guó)

（1.廣東省園林與生態(tài)環(huán)境工程技術(shù)中心，廣東 深圳 518026；2.深圳文科園林股份有限公司，廣東 深圳 518026）

植生混凝土也稱綠化混凝土或者生態(tài)混凝土，它是以多孔混凝土為骨架，將適生材料填充到多孔混凝土的孔隙中，并覆蓋混凝土表面，將植物種子混合在適生材料中，經(jīng)過一段時(shí)間培育后，植物萌發(fā)生長(zhǎng)，植物根系在多孔混凝土孔隙中延伸生長(zhǎng)，植物與混凝土融為一體，形成具有一定強(qiáng)度與植被覆蓋度的環(huán)境友好型支護(hù)材料，主要應(yīng)用于河岸護(hù)坡、停車場(chǎng)地面、高速公路路間隔板等。對(duì)于植生混凝土目前研究主要在混凝土配方及制備方面，對(duì)于適合在植生混凝土應(yīng)用的植物研究相對(duì)較少，更多的植物適應(yīng)性研究集中在護(hù)坡、水土保持、耐鹽堿等方面。張淑芬等[1]采用耐鹽堿、耐踐踏、抗旱、生長(zhǎng)速度、覆蓋度指標(biāo)篩選鹽堿地綠化植物，篩選出耐鹽堿植物羊草、苔草、鵝絨藤；孫兆楠等[2]采用成活率、覆蓋度、截留雨水能力及根系生長(zhǎng)指標(biāo)對(duì)33 種植物的鹽堿地適應(yīng)性進(jìn)行評(píng)價(jià)，篩選出了紫穗槐、狗牙根、沙棘等8 種具有推廣價(jià)值的鹽堿地植物；左蓓蓓等[3]在對(duì)早熟禾、無芒雀麥、堿茅等5 種植物的護(hù)坡性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，采用色澤、綠期、抗旱、抗寒、耐瘠薄等指標(biāo)；鄧菊芬等[4]在對(duì)馬棘、狼尾草等6 種護(hù)坡植物進(jìn)行評(píng)價(jià)，采用萌芽力、結(jié)實(shí)能力、生物量、競(jìng)爭(zhēng)性等指標(biāo)；胡興等[5]在進(jìn)行植物工程護(hù)坡質(zhì)量評(píng)價(jià)時(shí)，采用了根系抗拉力、群落生物量、植物抗逆性等指標(biāo)對(duì)護(hù)坡效果進(jìn)行評(píng)價(jià)；胡淼等[6]在進(jìn)行高速公路護(hù)坡植物篩選時(shí)，采用耐陰、抗污染、固氮能力等指標(biāo)對(duì)23 種植物進(jìn)行評(píng)價(jià)，篩選出草木樨、高羊茅等9 種抗逆性強(qiáng)、護(hù)坡效果好、成本低廉的植物；陳學(xué)平等[7]選擇了高度、密度、主根長(zhǎng)度等指標(biāo)評(píng)價(jià)了27 種植物，篩選出馬棘、苦刺等適用于公路護(hù)坡的植物；裴彩霞[8]在對(duì)狼尾草、百喜草等植物的水土保持能力進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，采用了覆蓋度、生物量干重等指標(biāo)；陳亭禮[9]在進(jìn)行邊坡綠化植物適應(yīng)性研究時(shí)，采用了出苗率、抗沖刷、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用等指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，篩選出結(jié)縷草、苜蓿等植物作為護(hù)坡應(yīng)用基材；王樂[10]選用耐淹、凈化能力等指標(biāo)進(jìn)行河道護(hù)坡植物的篩選；尹冬梅[11]在評(píng)價(jià)57 種菊科植物耐淹性評(píng)價(jià)中，選擇葉色變化、黃葉程度、淹水處莖顏色作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，篩選出8 個(gè)菊科耐澇品種。

本研究借鑒護(hù)坡、耐鹽堿、耐淹植物評(píng)價(jià)指標(biāo)及方法，嘗試建立植生混凝土植物適用性評(píng)價(jià)體系，通過對(duì)在生態(tài)修復(fù)方面表現(xiàn)良好的植物進(jìn)行評(píng)價(jià)，篩選出適合用于植生混凝土領(lǐng)域的優(yōu)良品種。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于湖南省岳陽(yáng)縣文科園林苗木基地，年平均氣溫16.9℃，極端高溫40℃，極端低溫－3℃，年光照1 590.2～1 722.3 h，年降水量1 289.8～1 556.2 mm。

1.2 試驗(yàn)材料

多孔混凝土：水泥采用P.O42.5 型號(hào)，粗集料為12～24 mm 礫石，摻合料硅灰，外加劑聚羧酸減水劑，使用上述原料制備多孔混凝土，養(yǎng)護(hù)28 天后主要指標(biāo)：抗壓強(qiáng)度25 MPa，孔隙度36～40，內(nèi)堿度8.8%～9.0%。

填隙材料：主要材料為天然土，添加少量蛭石、泥炭、羧甲基纖維素鈉及過磷酸鈣，通過灌注方式將填隙材料填充到混凝土孔隙中。

植物：試驗(yàn)植物共40 種，其中以禾本科植物（15 種）與豆科植物（12 種）為主。

表1 試驗(yàn)植物

1.3 研究方法

1.3.1 田間實(shí)驗(yàn)法 將試驗(yàn)植物以播種或移栽方式種植到植生混凝土上，經(jīng)過養(yǎng)護(hù)管理植物開始正常生長(zhǎng)后，對(duì)已在植物成活情況、生長(zhǎng)狀況、物候期等情況進(jìn)行田間觀測(cè)記錄，對(duì)生長(zhǎng)量、抗逆性、生態(tài)性等相關(guān)性能進(jìn)行試驗(yàn)。

1.3.2 文獻(xiàn)資料 通過相關(guān)文章及資料書籍，查找試驗(yàn)植物評(píng)價(jià)相關(guān)研究，了解進(jìn)行植生混凝土植物評(píng)價(jià)的主要指標(biāo)與內(nèi)容。

1.3.3 綜合評(píng)價(jià) 研究采用層次分析法對(duì)試驗(yàn)材料的引種表現(xiàn)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。通過文獻(xiàn)查閱及行業(yè)專家咨詢，構(gòu)建植生混凝土適用植物評(píng)價(jià)體系。體系包括1 個(gè)目標(biāo)層，7 個(gè)準(zhǔn)則層及37 個(gè)因子層（表2），對(duì)各指標(biāo)因子的結(jié)果進(jìn)行等級(jí)劃分，給予相應(yīng)得分（表3），通過調(diào)查問卷方式得出指標(biāo)相對(duì)重要性，建立判斷矩陣，通過一致性檢驗(yàn)，最終確定各因子權(quán)重（表4）。

表2 植生混凝土適用植物評(píng)價(jià)體系

表3 植生混凝土適用植物評(píng)價(jià)體系等級(jí)評(píng)價(jià)方法

表4 各級(jí)指標(biāo)權(quán)重匯總

2 結(jié)果與分析

植生混凝土適用植物評(píng)價(jià)結(jié)果（表5）表明，紫穗槐、香根草、無芒雀麥、蘆葦及木豆綜合表現(xiàn)最好，可作為植生混凝土建植的主力品種；傘房決明、高羊茅、多年黑麥、葛藤、剪股穎、沙打旺、田菁、香絲草、象草、草木犀、紫花苜蓿綜合表現(xiàn)較好，可以根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)景作為補(bǔ)充品種；三葉草、金雞菊、銀合歡、刺槐、百脈根、鵝絨藤、披堿草、檸條、地菍、小冠花、狼尾草綜合表現(xiàn)一般，作為植生混凝土植物謹(jǐn)慎使用；黃花槐、蜀葵、荊條、淡竹葉、狗牙根、臺(tái)灣二號(hào)、蜈蚣草、沙棘、結(jié)縷草、金盞菊、大葉油草、金毛耳草、早熟禾綜合表現(xiàn)較差，不適合作為植生混凝土植物使用。

表5 植生混凝土植物適用性評(píng)價(jià)結(jié)果

2.1 紫穗槐

豆科紫穗槐屬，落葉灌木，高1～4 m，原產(chǎn)美國(guó)，現(xiàn)在我國(guó)東北、西北、華北及長(zhǎng)江流域省份皆有分布。作為植生混凝土植物有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）覆蓋度及植株密度高，削減雨水沖刷帶來的水土流失能力強(qiáng)；（2）生長(zhǎng)速度快、能夠快速形成防護(hù)；（3）具有較強(qiáng)的滯塵殺菌能力。

2.2 香根草

禾本科香根草屬，多年生草本，主要分布在江蘇、浙江及華南地區(qū)。作為植生混凝土植物有以上優(yōu)點(diǎn)：（1）根系發(fā)達(dá)，固土能力強(qiáng)；（2）抗逆性強(qiáng)，具有較好的耐旱、耐淹、耐鹽、耐陰及抗病蟲能力；（3）種子發(fā)芽率及植株成活率高，綠期長(zhǎng)，防護(hù)功能形成塊且持續(xù)。

2.3 無芒雀麥

禾本科雀麥屬，多年生草本，主要分布在西南地區(qū)及北方大部分地區(qū)。作為植生混凝土植物有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）根系分布范圍廣，具有良好的固土能力及抗沖刷能力；（2）抗逆性強(qiáng)，具有較好的耐旱、耐淹、耐寒、耐貧瘠、耐踐踏及抗病蟲能力；（3）種子發(fā)芽率及植株成活率高，綠期長(zhǎng)，防護(hù)功能形成塊且持續(xù)。

2.4 蘆葦

禾本科蘆葦屬，全國(guó)各地均有分布。作為植生混凝土植物有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）植株生長(zhǎng)速度快，能夠快速形成地面防護(hù)；（2）具有較強(qiáng)的自繁能力，能夠維持種群；（3）耐淹性極強(qiáng)并能夠耐受鹽堿，具有較強(qiáng)的抗病蟲能力。

2.5 木豆

豆科木豆屬，直立灌木，高1～3 m，主要分布在長(zhǎng)江流域及以南地區(qū)。作為植生混凝土植物有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）生長(zhǎng)速度快，具有較高的覆蓋度，坡面防護(hù)效果好；（2）葉面積大，滯塵能力及雨水截流能力強(qiáng)。

3 結(jié)論

篩選出的優(yōu)良品種中，紫穗槐和木豆作為豆科灌木，主要占據(jù)上層空間并發(fā)揮固氮作用，香根草和無芒雀麥占據(jù)底層，并發(fā)揮其抗逆性優(yōu)勢(shì)，蘆葦可以作為堤岸防護(hù)植物應(yīng)用，根據(jù)氣候條件及防護(hù)用途的不同可以選擇不同組合搭配使用。植生混凝土內(nèi)部可供植物根系生長(zhǎng)的空間僅有土壤的30%～40%，可供給植物的養(yǎng)分含量偏少，pH 值偏堿性，這些因素均會(huì)對(duì)植物生長(zhǎng)造成阻礙，通過對(duì)植生混凝土特殊生長(zhǎng)條件下植物表現(xiàn)的研究，篩選出更多可用于植生混凝土的植物品種，能夠?yàn)樵摷夹g(shù)的推廣應(yīng)用起到促進(jìn)作用。